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生命是最精彩的推理小說:一個生物學家眼中的奇妙世界

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內容簡介

  .熱銷破70萬,日本話題科普書!

  .中央公論新社新書大賞、三得利學藝賞,雙重獲獎作品!

  .吉本芭娜娜、茂木健一郎、竹內薰……等名家跨領域推薦!

  .李遠哲、余家利、周成功、李家同、蔡炳坤、詹宏志、小野、李偉文、張東君、李欣頻、藍色雷斯里、阿特拉斯好評推薦!

  .《朝日新聞》《每日新聞》《讀賣新聞》《產經新聞》《週刊文春》、TBS「國王的午餐」……媒體一致讚譽!

  一部最美的科普書,一開始閱讀便欲罷不能!
  超越文、理科,引發全日本思索:「生命究竟是什麼?」

  生命,是精細得不可思議的設計,
  每一個動態都是精彩曼妙的旅行,譜成整部壯麗感人的史詩!

  「科學與詩般感性的幸福結合,照射出生命的奇蹟。」 ~ 腦科學家 茂木健一郎

  「恐怖與絕望、夢想與希望兩種相對心情,讓人充滿緊張的作品。大力推薦!」 ~ 吉本芭娜娜

  夏天。走在海邊的沙灘上,腳下遍布著無數的生物和無生物。我拾起側面有多條美麗花紋的小石子,拿在手上觀賞了一會兒後,又將它丟回沙灘上。突然發現它的旁邊有一顆顏色幾乎相同的小貝殼。雖然已經失去了生命,但我知道它確實曾有生命在運作。
那麼,小貝殼和小石子的決定性差異是什麼?

  這是一部最美的科普書。在第一線從事研究的福岡教授,帶你從超細微次元──分子,一步步解開生命之謎。

  本書由作者初上大學,先後在洛克斐勒大學及哈佛大學擔任研究員的時間、地點為軸線,串起分子生物學的發展。在肉眼看不到的世界,重新認識生命最精巧的裝置與作用。

  讀後不禁驚嘆:啊!生命竟如此美妙。

作者簡介

福岡伸一

  1959年生於東京,京都大學農學博士。曾任美國洛克斐勒大學及哈佛大學醫學院研究員、京都大學助理教授。現為日本青山學院大學教授,專攻分子生物學。本書中提到的GP2蛋白質和動態平衡的研究,獲刊在《自然》雜誌2009年11月12日號。

  他在分子生物學的最前線從事研究活動,同時也持續向一般大眾傳達生命科學的魅力。著作有《琉璃天牛的藍》《無法切割的世界》《動態平衡》《有瑕疵的男人》等。

得獎紀錄
  2006年 《能安心吃牛肉了嗎?》獲第1屆科學報導賞
  2006年 《普里昂理論是真的嗎?》獲講談社出版文化賞科學出版賞
  2007年 《生命是最精彩的推理小說》獲第29屆三得利學藝賞
  2008年 《生命是最精彩的推理小說》獲第1屆新書大賞
  2009年 《有瑕疵的男人》獲第2屆新書大賞第2名
  2010年 《無法切割的世界》獲第3屆新書大賞第8名

審訂者簡介

余家利

  高雄醫學院畢業,日本東京大學醫學博士。現為台灣大學分子醫學研究所教授兼所長,同時也合聘為台大醫學院風濕免疫暨過敏科主任。專長為免疫風濕疾病之臨床及基礎研究。深信國內生物醫學界應該也有不少的人才,能夠將「文字」與「生物醫學」的精神結合在一起,撰寫出更多、更好的「生命故事」。

譯者簡介

劉滌昭

  輔仁大學日文系畢業,日本拓殖大學經營學碩士。曾任牛頓雜誌叢書主編、日本文摘主編、民生報日文編譯,現為專職譯者。譯作等身:《曼哈頓名醫的萬能健康法》《寫給患者和家屬的癌症醫療聖經》《不生病的生活》《東大生不藏私》(以上如何出版)等。

 

目錄

前言 生物與非生物之間

1 紐約大道與六十六街
2 無名英雄
3 四個字母
4 查加夫拼圖
5 衝浪愛好者獲得諾貝爾獎
6 DNA的黑暗面
7 機會是留給準備好的人
8 原子產生秩序之時
9 什麼是動態平衡
10 蛋白質的輕吻
11 內部的內部就是外部
12 細胞膜的動態
13 賦予膜形狀的物質
14 數量、時序、剔除
15 時間是解不開的折紙

後記 除了跪在自然的潮流之前,什麼都不該做
審訂後記 天才作家與分子生物學家的才華凝結 / 余家利

 

前言
生物與非生物之間

  我目前住在東京近郊的多摩川附近,經常在河邊散步。微風拂過河面吹來,令人心曠神怡。我避開陽光的反射,凝視水中。我知道水裡棲息著各種生命,突出水面的三角形小石塊上可以看到烏龜的鼻子;順著水流游動,是像細線般的幼苗魚群;或是黏在水草上,看起來像沙粒的蜻蜓幼蟲……

  我突然想起剛進大學時,生物學老師問大家的問題:人可以在瞬間分辦出生物與非生物,但你是如何認定生物的?大家能為生命下定義嗎?

  我一直期待著答案,但直到整個課程結束,都沒有明確的答案出現。課堂上僅列出由細胞組成、有DNA、藉呼吸製造能量等幾個生命的特徵後,隨著暑假到來,課程也告一段落。

  在為某一事物下定義時,列舉出屬性來敘述是比較容易的做法,但是,要清楚認識定義的對象,絕不是件簡單的事。進入大學後我首先發現到的就是這一點。從那時候起,我就一直在思考何謂生命這個問題,但直到今天,還沒有得到一個明確、能令我滿意的答案。現在的我,對於過去二十多年來的問題,或許能做以下的考證。

  生命到底是什麼?「生命就是進行自我複製的系統」,這是二十世紀生命科學所得到的一個解答。一九五三年,科學專門雜誌《自然》上刊登了一篇僅千字左右(一頁多)的論文,論文中提出由兩條方向相反的螺旋組成的DNA模型。生命的神祕就在這個雙重螺旋構造。因為它美麗的構造,許多人在看到這個劃時代模型的同時,就立即相信它的正當性。但更重要的是,這個構造還明確顯示出它的機能,兩位共同執筆這篇論文的年輕科學家華生和克里克在文章的最後說:「這個雙螺旋構造讓人立即聯想到自我複製機制,這一點我們並沒有忽略。」

  DNA的雙重螺旋呈相互複製的對稱構造。雙重螺旋解開後,就像軟片的正片與負片的關係。根據正片製造出新的負片,原來的負片則製造出新的正片,於是產生兩組新的DNA雙重螺旋。寫入正或負片的螺旋狀軟片中的暗號,就是基因資訊。這是生命的「自我複製」系統,新的生命誕生時,或是細胞分裂時,成為資訊傳達機制的根幹。

  DNA構造的發現,揭開了分子生物學時代的序幕。接著又陸續了解DNA上的暗號,就是細胞內微小物質的轉殖資訊,以及這些暗號是如何被讀取的。進入一九八○年代後,更能夠藉由類似極為精密的外科手術將DNA切開或連接,以轉錄資訊,換言之,基因操作技術的誕生,達到了分子生物學的黃金時期。讓我這個從小就著迷在草原上追逐昆蟲、在水邊捕魚,法布爾和今西錦司等自然主義者的崇拜者,也無法抗拒這股時代的熱潮。不管我願不願意,不,我甚至主動進入微小的分子世界。因為那裡有著生命的關鍵。

  就分子生物學的生命觀,所謂生命體,是由無數微小零件組成的精密模型,說它是分子機械也不為過,也就是迪卡兒所主張的機械性的生命觀。如果生命體是分子機械,那麼就可能利用精巧的操作來改變生命體,進行「改良」工作。即使還無法立即進展到這種程度,或許可以讓分子機械的某個零件停止運作,來觀察生命體會發生什麼異常,以推測該零件的功能。也就是說,應可由分子的層次來解析生命的構造。基因改造動物,例如「基因剔除鼠」,就是基於這樣的想法製造出來的。

  我過去對胰臟的某個零件頗感興趣。胰臟是製造消化酵素、分泌胰島素來控制血糖值的重要器官。由該零件的存在部位和存在量來思考,它一定與細胞工程有關。於是我使用基因操作技術,將它從DNA中抽取出來,製造出缺少了這個零件的老鼠。這就是「剔除」了某一零件資訊的老鼠。調查老鼠在生長過程中發生什麼變化,就可以了解這個零件的功能。或許老鼠無法製造充分的消化酵素而導致營養失調,或是因為胰島素的分泌異常而引發糖尿病。

  投下很長的時間和大筆研究經費,我們終於製造出這種老鼠的受精卵。將受精卵置入孕母的子宮,然後等待小老鼠的誕生。母老鼠順利生產,我們屏息觀察幼鼠到底會出現什麼變化。幼鼠慢慢長大成為成鼠,但並未出現任何異狀。沒有營養失調,也沒有糖尿病。我們檢查牠的血液,拍攝顯微照片,進行了各種精密檢查,結果毫無異常和變化,令我們感到非常困惑。這到底是怎麼回事?

  事實上,全世界與我們同樣抱著期待,製造出剔除了各種零件的老鼠,結果與我們同樣困惑和失望的例子不在少數。如果與預測不同,並未發生特別的變化,就無法發表研究成果,也不能寫成論文,因此很難顯示正確的研究實例,但相信類似情形有很多。

  我最初也很失望,直到現在仍有一半失望的感覺。但另一半心情則開始思考,這不就是生命的本質嗎?

  利用基因剔除技術,即使完全剔除某一種零件或某一片斷基因,生物仍可用某種方法彌補缺陷,發揮補償作用,使整體不至於出現任何功能失調。生命具有一種重要的特性,不像零件組成的模型般,能以類比推論的方式來說明,它似乎存在著其他的動態(dynamism)。我們觀察世界,能夠分辨生物與非生物,或許就是感受到生物的動態。那麼,這種「動態」到底是什麼呢?

  我想起了一位猶太科學家舍恩海默。他在DNA的構造發現之前就已經去世了,他是首先提出生命為「動態的平衡狀態」的科學家,證明了我們吃進身體的分子,會在瞬間散布至全身,之後短暫停留在某處,接著又在一瞬間離開我們的身體。換言之,我們生命體的身體並非如塑膠模型般,由靜態的零件組成的分子機械,而是成立於零件本身的動態之中。

  前幾年,我針對舍恩海默的發現,將我們不斷進食的意義和生命的形態,與狂牛症問題對照來進行探討,寫了《能安心吃牛肉了嗎?》一書。書中根據「動態平衡」論,思考如何區分生物與非生物,以及我們生命觀的演變。這也是我朝大學第一學期被問到的問題「生命是什麼?」更接近一步。

 

詳細資料

  • ISBN:9789861371337
  • 叢書系列:科普
  • 規格:平裝 / 232頁 / 16k菊 / 14.8 x 21 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

內容連載

第1章 紐約大道與六十六街
曼哈頓的一角


摩天大樓林立的曼哈頓,是紐約的一區,也是一座島。哈德遜河流經它的西邊,東邊則為東河。

曼哈頓呈南北走向的細長形,是個人口極度密集的島,觀光船「循環線」正是實際認識曼哈頓外觀的最佳交通工具。觀光船從哈德遜河岸出發,向南航行可眺望自由女神像,繞過曾經矗立著世界貿易中心大樓的曼哈頓南端,然後沿東河向北行。

經過華爾街的大廈群、紐約馬拉松賽行經的布魯克林大橋,不久之後相繼進入眼簾的是聯合國總部大樓、克萊斯勒大廈、像是用白色羊羹切割成的花旗銀行總部大樓、高聳的帝國大廈等著名景觀。航行中還會與運送砂石或垃圾的運輸船擦身而過。

看完了聳入天際的大樓群,接著是沿河而建、沒什麼特色的住宅群。正當觀光客已感到些許厭倦,觀光船來到了雜亂的曼哈頓北端。工廠、排水管、零亂的電線、塗鴨等,這一帶可說是哈林地區的後院。

東河原是哈德遜河的排水道,兩條河川在曼哈頓島北端交會。觀光船在這裡由東河重新回到哈德遜河。哈德遜河的河口像海面般非常寬廣,視野瞬間開闊,河面上的風也轉強。順著輕快的水流,船很快回到出發點。

循環線是極受觀光客歡迎的遊覽方式,但下面要從大多數人不太會注意到的地方談起。現在,請先回到與運送砂石的平底船擦身而過的地方,對,就是在看完摩天大樓群、感到有些疲倦時,一座巨大吊橋映入眼簾的地點。這座橋名為皇后區大橋,跨越東河,連結曼哈頓區和東鄰的皇后區,沿著橋還設有將人們載往河中小島的纜車。曼哈頓的街道由南向北數字逐漸增加,這座橋就架設在五十九街上,美國雙人搭檔賽門與葛芬柯就曾以這座橋為主題,唱出燴灸人口的歌曲。

通過皇后區大橋後,沿著河是一片紅磚外牆圍起來的老舊低層建築。觀光船上的乘客幾乎都不會去注意。當然,建築物上也沒有任何能顯示它是什麼設施的標示。

但是,日本細菌學家野口英世曾經在這群建築的走廊上快步奔跑,美國遺傳學之父艾佛瑞也曾像影子般在這裡輕聲走過,科學家舍恩海默應該也曾造訪此地。我並非想與這些偉人比美,其實我也有一段時間屬於這裡。

洛克斐勒大學圖書館的半身銅像
很少人知道紐約的洛克斐勒大學。它並非位於曼哈頓中心,不同於每年冬天點亮巨大的聖誕樹、設有滑冰場的知名洛克斐勒中心。

它座落在越過皇后區大橋的東河邊,紐約大道與六十六街交會處。紐約大道是曼哈頓南北走向主要街道中最東側的一條,不但觀光客很少來到這裡,大概連當地的紐約客也以為這塊被樹木圍繞的地方是公園而匆匆經過。靠近紐約大道與六十六街路口處的小門,看了門上的小牌子,才知道它是一所大學。

Rockefeller University ─pro bono humani generis─
(洛克斐勒大學—為全人類的福祉—)

這所大學是二十世紀初期,洛克斐勒財團為了振興美國的醫學研究而設立的,當初稱為洛克斐勒醫學研究所。今天,中央大樓和幾棟建築仍維持著設立之初的厚重感,並保留了直立式螺旋狀階梯和天花板的特殊設計。世界各地的人才聚集於此,在基礎醫學和生物學等特定領域不斷有新的發現,對於將這些領域的研究中心由歐洲轉移至美國,發揮了很大的力量,而且培植出許多諾貝爾獎得主。

我是在八○年代末期來到這裡。初夏涼爽的風吹過曼哈頓的大樓之間,路樹輕輕搖擺。我工作的地點是醫院大樓五樓的分子細胞生物學研究室,校園內最古老的建築。透過研究室的小窗口,可以望見東河,每天有數班載滿觀光客的循環線遊覽船經過這裡。但現在的我不是從河上觀賞街景,而是從研究室裡眺望他們,單是這樣,我心裡就能確實的感受到自己屬於這個城市。

為了因應紐約的酷寒,分散在校園內的建築有複雜的地下通道相連接。做實驗的空檔,我經常穿過地下通道,到二十四小時開放的圖書館,坐在舒適的青苔色椅子上深深呼吸。安靜的圖書館使用者不多,對於單獨離開日本來到這裡的我而言,是能夠讓我心情平靜的地方,也是能一個人沉浸在感傷中的場所。

圖書館二樓的一角,放置了一座泛黑的半身銅像。剛開始的一段時間,我並沒有注意到它的存在,也不知道銅像是誰。有一天,我像往常一樣來到圖書館,翻閱新雜誌時突然目光一閃,看到銅像前的金屬板。上面刻著 Hideyo Noguchi,原來野口英世以前也在這裡待過。他是克服了貧窮和幼年時傷殘的雙重考驗,隻身來到美國,後來功成名就的醫學家。他最後在非洲進行研究時意外死亡,是日本家喻戶曉的偉人。

但是洛克斐勒大學對野口英世的評價,與日本有相當大的差異。我問了幾位洛克斐勒大學的同事,沒有人知道圖書館內的銅像是什麼人。

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